桥梁下部工程施工组织设计.doc
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1、桥梁下部工程施工组织设计一、工程概况本标段主线及互通区共有桥梁21座,其中特大桥1座,大桥5座,中桥12座,跨线桥3座,桥梁下部工程具体工程数量详见附表1。二、组织部署本标段共设计桥梁钻孔灌注磨擦桩1217根,桩基土质为亚粘土,下部施工流水作业,在每座桥梁施工现场与施工施工便道附近就近设置钢筋加工棚和临时住房,保证桥梁施工材料的运输畅通和施工人员对施工现场的就近管理。根据标段内施工队伍的安排及预制梁厂的设置,和保证主线先行贯通的各方面因素考虑,桥梁下部工程的开工顺序计划如下:1、平湖塘特大桥,其施工方向为自桥梁起点和终点向中间合拢,以方便1和2预制梁厂梁体的架设。2、许家浜桥,其施工方向为自起
2、点至终点顺序施工,白云桥由同一施工队平行流水作业,梁体的预制由2#预制厂预制。3、平湖互通4及8桥为等截面连续现浇混凝土箱梁,分别上跨主线和新07省道,且由同一施工队施工。考虑到3梁厂架梁的便利性,4桥先期开工,8桥流水作业。4、平湖互通3桥上跨新07省道,且为互通区的主线桥,将其安排在第一时间开工。其施工顺序为自终点向起点方向施工,以便利3梁厂对该桥的梁体架设,3桥的施工完成,将为互通区其它桥梁的梁体架设提供便捷通道。5、平湖互通1、2、5、6、7、9、10同3桥均为同一施工队施工,这7座桥梁与3桥平行流水作业。其中1和2桥梁为互通主线桥梁,2桥梁距离3预制厂最近,故此先行安排2桥开工,1桥
3、随后流水作业,施工方向均为桥梁终点至起点方向,即保证主线开通,亦便利梁体架设。5、6、7、9、10桥梁在2和1桥梁之后依次开工,流水作业。6、严家门分离立交、陶家浜分离立交、陈家头分离立交由同一施工对施工,先期开工严家门分离立交,其它桥梁依次流水作业,施工方向为桥梁起点至终点方向。7、k39+394姚会头桥、K39+640平曹线大桥、k40+867钱家村桥、k41+322赵家村桥和K41+959庄马线大桥由同一施工队施工,根据梁厂的设置,以方便梁体的架设,安排姚会头桥先期开工,其它桥梁由桥梁起点向终点方向依次流水作业。各桥梁施工队所负责施工的桥梁及施工队的划分可参见附表3。三、施工方案桩基根据
4、现场施工条件拟采用正循环回转法施工,导管法灌注水下砼,墩台身采用整体大块钢模浇筑,模板采用吊车起吊,人工配合安装,钢筋由钢筋加工场集中加工、现场安装,砼由全自动计量拌和站拌制,砼输送车运送至各工点,输送泵泵送砼入模。钻孔灌注桩的施工工艺流程图详见附图1(一)、桩基钻孔1、测量班放样并向技术干部交底,再由技术干部向施工队交底,交底书应简单明了。平整场地:施工前应先平整场地,并进行压实以保证钻机安装后的稳定性。修便道,接电线,确定水源,以及挖好泥浆池,为钻孔施工创造条件。2、钻机就位立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。启动卷扬机把转盘吊起,垫方木于转盘底座下面,将钻机调平并
5、对准钻孔。在方钻杆上安装提引水龙头,在水龙头上端连接输浆胶管,将输浆胶管接到泥浆泵上,把提引水龙头吊环挂到起吊系统许多滑轮吊钩上。取走转盘中心的方形套,启动卷扬机吊起方钻杆穿过转盘并牢固地联结到钻头装好方形套夹住方钻杆,准备钻进。3、护筒埋设施工时孔口使用2m-3m高的钢护筒,直径视桩基孔径而定,壁厚4mm,钢护筒的埋设必须认真进行,需做到以下5点:(1)、护筒埋设前认真复核桩位,并在四周做好护桩,用水泥包桩以便随时较正护筒及钻机偏位。(2)、护筒底部及四周应用粘土填筑,并分层夯实处理。(3)、护筒顶要高出地面0.3m左右,并在顶部焊接加强钢筋和吊环。(4)、钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏
6、移和下沉,并要及时处理。4、制作泥浆钻孔泥浆采用的优质粘土在泥浆池内制备,泥浆池容积为两倍桩基砼的方量。并设容积为40m3的沉淀池二个,串联并用。造浆用的粘土应符合下列技术要求:胶体率不低于95%含砂率不大于4%造浆率不低于0.00m3/kg-0.008 m3/kg泥浆性能指标应符合下列技术要求:泥浆相对密度1.25漏斗粘度28s含砂率4%胶体率95%失水量30mL/30min5、初钻:先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,待泥浆输进钻孔中一定数量后,方可开始钻进。钻至护筒底部以下1m后,则可按土质情况以正常速度进。钻进过程中应经常注意土层变化,每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样,判断土层,记
7、入钻孔记录表并与地质柱状图核对。操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交接本班钻进情况及下一班需注意的事项。钻孔过程中要保持孔内有1.5m-2m的水头高度,并要防止扳手、管钳等金属工具或其它民物掉落孔内,损坏钻机钻头。钻进作业必须保持连续性,升降锥头时要平稳,不得碰撞护筒或孔壁。接长钻杆时,先卸去方形套,提升方钻杆达到钻头与钻杆相连处露出转盘为止。用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘,卸去方钻杆。然后吊起一节圆钻杆,连接于钻头,卸去夹持器,把圆钻杆连同钻头放入钻孔。接、卸钻杆的动作要迅速安全,争取尽快完成,以免停钻时间过长,增加孔底沉淀。钻进时注意事项1、开始钻进
8、时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应抵挡慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后,可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中到入粘土,再放下钻锥倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。2、在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、抵挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。3、泥浆补充与净化:开始前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充。并应按泥浆检查规定,按时检查泥浆指标,遇土层变化应增加检查次数,并适当调整泥浆指标。4、每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料核对。
9、6、成孔检测钻孔深度达到设计要求后,进行检测,检测时用25钢筋焊制一段3-5cm钢筋笼,钢筋笼外径与孔径相符,然后将钢筋笼放入孔内检测孔径、孔深。当孔径、孔深及倾斜度满足设计要求后请监理工程师进行终孔检验,并填写终孔检验记录批复后可进行下道工序。7、清孔终孔检验合格后,停止进尺 ,稍提钻锥离孔底1020cm空转,并保持泥浆损耗、漏多的泥浆换出。使清孔后泥浆的含砂率降到2以下,粘度为17s20s,相对密度为1.031.10,且孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时,即可终止清孔,根据钻孔直径和深度,换浆时间约为4h8h。(二)桩基钢筋笼加工及安装1、在钻孔过程中应同时加工桩基钢筋笼,可用箍筋成型法
10、或加劲筋成型法。箍筋成型法:照钢筋骨架的外径尺寸制一块样板,将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。在箍筋圈上标出主筋位置,同时在主筋上标出箍筋位置。然后在水平的工作台上,在主筋长度范围内,放好全部箍筋圈,将两根主筋伸入箍筋圈内,按钢筋上所标位置的记号互相对准,依次扶正并一一焊好,在将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。 加劲筋成型法:为了不防碍螺旋筋的绑扎,一般把加劲筋设在主筋的内侧。制作时,按设计尺寸做好加劲筋圈,标出主筋的位置。焊接时,使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋内部的加劲筋标记,扶正加劲筋,并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后,用机具或任转动骨架,将其余主
11、筋逐根照上法焊好,然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固。钢筋焊接采用双面焊,焊缝长度不小于5d,焊缝饱满、平整、无虚焊,并将接头错开50cm以上。为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m-2.5m用18mm钢筋设置一道加强箍。2、钢筋骨架保护层设置钢筋骨架保护层为7cm,可用焊接钢筋“耳朵”或混凝土垫块。(1)如使用混凝土垫块,垫块在钢筋骨架上的布置,应较密,沿钻孔竖向每隔2米设一道1。(2)钢筋“耳朵”用12钢筋制作,见下图。设置密度同上。4.5159109103、钢筋骨架的运输及安装(1)骨架的存放与运输钢筋在加工时和制
12、作好后的钢筋笼必须放在平整的场地上,存放时每个加劲筋与地面接触处都必须垫高30cm,以免沾上泥土或受潮生锈。钢筋的储存加工全过程必须在钢筋棚内完成,以免雨淋。骨架运输采用带拖架的平车或汽车,骨架装车时要在每个加劲筋处设支撑点,各支撑点高度相等,以免骨架在运输过程中变形。(2)骨架的安装骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形,须用两点吊:第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再与第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。检查骨架是否顺直。
13、骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时应先焊顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后,全部接头就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为:主筋间距10mm;箍筋间距20mm;骨架外径10mm;骨架倾斜度0.5;骨架保护层厚度20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程20mm;骨架底面高程50mm。钻孔桩钢筋骨架安装常见事故的预防及处理常见的钻孔(包括清孔时)事故及处理方法分述如下:1、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加
14、而不见进尺,钻机负荷显著增加等。(1)坍孔原因、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。、由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。、护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。、在松软砂层中钻进进尺太快。、提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。、水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。、清孔
15、操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。(2)、坍孔的预防和处理、在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。、如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。、清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻中,可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,
16、不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。2、钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。(1)、偏斜原因、钻孔中遇有较大的孤石或探头石、在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。、钻杆弯曲,接头不正。(2)、预防和处理、安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。、由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中
17、钻进。、钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。3、掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。(1)、掉钻落物原因、掉钻落物原因卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。、钻杆接头不良或滑丝。、电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。、转向环、转向套等焊接处断开。、操作不慎,落入扳手、撬棍等物。(2)、预防措施、开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。(3)、处理方法掉钻后应及时摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔,使打捞工具能接触钻杆和钻锥。4
18、、糊钻和埋钻糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中,糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象。预防和处理办法:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。5、扩孔和缩孔扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因同坍孔相同,轻则主扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后
19、继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。6、梅花孔(或十字孔)常发生在以冲击锥钻进时,冲成的孔不圆,叫做梅花孔或十字孔。(1)、形成原因、锥顶转向装置失灵,以致冲锥
20、不转动,总在一个方向上下冲击。、泥浆相对密度和粘度过高,冲击转动阻力太大,钻头转动困难。、操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。、有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。(2)、预防办法、应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置。、选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。、用低冲程时,每冲击一段换用高一些冲程冲击,交替冲击修整孔形。、出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击。7、卡锥(1)、原因、钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住。、未及时焊补冲锥,钻孔直径逐渐变小,而焊补
21、后的冲锥大了,又用高冲程猛击,极易发生卡锥。、伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶。、孔口掉下石块或其它物件,卡住冲锥。、在粘土层中冲击冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。、大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。(2)、处理方法、当为梅花卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出。、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥勾往后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,
22、有时能将冲锥提出。、在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。、用其它工具,如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。、用压缩空气或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候,使卡点松动后强行提出。、使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。、用以上方法提升锥无效时,可试用水下爆破提锥法。将防水炸药(小于1kg)放于孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。8、外杆折断(1)、折断原因、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用,其强度
23、、刚度太小,容易折断。、钻进中选用的转速不当,使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大,因而折断。、钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚。、地质坚硬,进尺太快,使钻杆超负荷工作。、孔中出现异物,突然增加阻力而没有及时停钻。(2)、预防和处理、不使用弯曲严重的钻杆,要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好,以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。、钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应认真仔细操作。、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。、在钻进中若遇异物,须以处理后再钻进。、如已发生钻杆折断事故,可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上
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